KR20000009440A - 액정 표시 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 액정 표시 장치는 서로 마주하는 투명한 두 기판으로 구성되어 있다. 하부 기판 위 활성 영역에는 가로 방향의 게이트선과 세로 방향의 데이터선이 서로 교차하여 화소 영역을 정의하고 있다. 각각의 단위 화소에는 게이트선 및 데이터선과 연결되어 있는 박막 트랜지스터 및 박막 트랜지스터와 연결되어 있는 화소 전극이 형성되어 있다. 활성 영역의 둘레 수리 영역에는 다수의 게이트선 및 데이터선과 절연막을 사이에 두고 중첩되어 교차하는 수리용 배선이 형성되어 있다. 하부 기판과 마주하는 상부 기판 위에는 활성 영역에 대응하며 컬러 필터가 형성되어 있는 부분에 제1 개구부 및 수리 영역에 대응하는 부분에 제2 개구부를 가지는 블랙 매트릭스가 형성되어 있다.

Description

액정 표시 장치

본 발명은 액정 표시 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 액정 패널의 두 기판 중 한 기판의 둘레에 수리용 배선이 형성되어 있는 액정 표시 장치에 관한 것이다.

현대사회가 정보화되어감에 따라 정보 표시 장치로서 경박단소, 저소비전력의 장점을 갖춘 박막 트랜지스터 액정 표시 장치가 부각되고 있다.

이러한 액정 표시 장치는, 화상이 표시되는 활성 영역의 단위 화소에 박막 트랜지스터 및 화소 전극이 형성되어 있는 박막 트랜지스터 기판과 활성 영역에 대응하는 부분에 컬러 필터가 형성되어 있으며, 활성 영역 및 단위 화소에 대응하는 부분에 개구부를 가지는 블랙 매트릭스가 형성되어 있는 컬러 필터 기판으로 구성되어 있다.

일반적으로 박막 트랜지스터 액정 표시 장치를 제조하는 공정에서 공정 수율을 감소시키는 원인으로 여러 가지를 들 수 있겠지만 데이터 구동 집적회로의 출력 단자로부터 각각의 박막 트랜지스터의 소스 단자로 연결되는 데이터 배선의 단선 결함(open defect)은 수율을 감소시키는 주된 원인이 될뿐아니라 수리를 하기 위해서는 많은 비용이 투입된다. 이러한, 데이터선의 단선 결함은 화상이 표시될 때 화소의 점 또는 선 결함으로 나타난다.

구체적으로 수리를 하기 위해서는 여러 가지 방법이 있지만, 기판에서 표시 영역이 되는 활성 영역의 바깥쪽 둘레에 각각의 데이터 및 게이트 배선과 교차하는 수리용 배선을 링의 모양으로 형성하여 각각의 데이터 및 게이트 배선에서 오픈이 발생할 경우에 수리용 배선을 이용하여 활성 영역의 바깥쪽으로 우회하여 신호를 전달하는 방법이 있다.

그러면, 첨부한 도면을 참고로 하여 일반적인 액정 표시 장치에 대하여 더욱 자세하게 알아보면 다음과 같다.

도 1은 종래의 기술에 따른 액정 표시 장치의 구조를 도시한 평면도이고, 도 2는 도 1에서 II-II 선을 따라 절단한 단면도이다.

도 1에서 보는 바와 같이, 일반적인 액정 표시 장치는 서로 마주하는 두 기판(1, 2)으로 구성되어 있다.

하부 기판(1)에는 다수의 게이트선(3)과 데이터선(5)의 교차로 정의되는 단위 화소의 집합으로 이루어진 활성 영역(A)이 있다. 활성 영역(A)의 둘레에는 다수의 게이트선(3) 및 데이터선(5)과 중첩되어 있으며, 폐곡선 모양인 수리용 배선(11)이 형성되어 있는 수리 영역(B)이 있다. 상부 기판(2)에 의해 노출되는 하부 기판(1)의 가장자리에는 다수의 게이트선(3) 및 데이터선(5)과 각각 연결되어 있는 다수의 게이트 패드(7) 및 데이터 패드(9)가 형성되어 있다.

한편, 하부 기판(1)과 마주하는 상부 기판(2) 면 위에는 하부 기판(1)의 활성 영역(A)에 대응하는 부분에 컬러 필터(6)가 형성되어 있으며, 활성 영역(A)에 대응하는 부분인 컬러 필터(6)가 형성되어 있는 부분에 개구부를 가지며, 불투명한 물질로 이루어진 블랙 매트릭스(4)가 형성되어 있다.

이러한 종래의 액정 표시 장치에서 데이터선(5)이 단선되면, 단선된 데이터선(5)과 수리용 배선(11)이 교차하는 부분을 단선된 데이터선(5)을 수리용 배선(11)으로 연결한다. 그러면 단선된 데이터선(5)인 인가된 데이터 신호는 활성 영역(A)을 우회하는 수리용 배선(11)을 통하여 전달된다.

그러나, 이러한 종래의 액정 표시 장치에서 수리용 배선(11)을 통하여 전달되는 데이터 신호는 활성 영역(A)을 우회하기 때문에, 데이터 신호의 경로가 길어지게 되며, 이로 인하여 저항이 증가하게 되어 데이터 신호의 지연이 발생한다. 또한, 게이트(3) 또는 데이터선(5)의 수리는 레이저를 이용하는데, 하부 기판(1)의 아래 방향에서는 수리가 가능하지만, 상부 기판(2)의 위 방향에서는 블랙 매트릭스(4)가 형성되어 있어 수리가 불가능하다. 특히, 하부 기판(1)의 아래에 백 나이트(back light)가 부착하여 제품을 완성한 후에 선 또는 점 결함이 발견되는 경우에는 완제품을 다시 해체하고, 조립 공정을 다시 진행해야하는 번거로움이 있다. 또한, 다시 조립하는 경우에는 제품의 손상 및 불량이 발생하는 가능성이 매우 높다.

본 발명의 과제는 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 완성된 상태에서도 수리가 가능한 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 과제는 수리용 배선을 통하여 인가되는 신호에 대한 저항을 최소화하는 것이다.

도 1은 종래의 기술에 따른 액정 표시 장치의 구조를 개략적으로 도시한 배치도이고,

도 2는 도 1에서 II-II 선을 따라 절단한 단면도이고,

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구조를 개략적으로 도시한 배치도이고,

도 4는 도 3에서 IV-IV 선을 따라 절단한 단면도이고,

도 5는 도 C 부분을 상세하게 도시한 상세도이고,

도 6 및 도 7은 도 5에서 VI-VI 선을 따라 절단한 단면도이다.

이러한 본 발명에 따른 액정 표시 장치에는 수리 영역에 대응하는 부분의 블랙 매트릭스에 개구부가 형성되어 있으며, 수리용 배선이 서로 이중으로 형성되어 있으며, 중첩되어 있다.

더욱 상세하게, 투명한 제1 기판의 활성 영역에는 서로 교차하여 화소를 정의하는 게이트선과 데이터선이 형성되어 있으며, 활성 영역의 바깥쪽 둘레 수리 영역에는 다수의 게이트선 및 데이터선과 교차하는 수리용 배선이 형성되어 있다. 또한, 제1 기판과 마주하며 투명한 제2 기판에는 활성 영역에 제1 개구부 및 수리 영역에 제2 개구부를 가지는 블랙 매트릭스가 형성되어 있다.

이때, 수리용 배선의 저항을 줄이기 위해 수리용 배선은 이중으로 중첩되도록 형성하는 것이 바람직하다. 여기서, 이중으로 중첩되어 있는 수리용 배선과 데이터선 및 게이트선 사이에는 절연막이 형성되어 있으며, 데이터선은 이중의 수리용 배선의 상부 또는 하부에 형성할 수 있으며, 이중의 수리용 배선 사이에 데이터선을 형성할 수도 있다.

이러한 본 발명에 따른 액정 표시 장치에서는 게이트선 및 데이터선에서 단선이 발생하면, 제2 기판의 제2 개구부를 통하여 수리용 배선에 레이저를 조사하여 수리가 가능하게 된다.

그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명에 따른 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 실시예를 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 기술을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 구조를 개략적으로 도시한 배치도이고, 도 4는 도 3에서 IV-IV 선을 따라 절단한 단면도이다.

도 3 및 도 4에서 보는 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치는 종래의 기술과 유사하게, 서로 마주하며 투명한 두 기판(100, 200)으로 구성되어 있다. 하부 기판(100) 위에는 가로 방향으로 다수의 게이트선(300)이 형성되어 있고, 게이트선(300)과 교차하여 단위 화소를 정의하는 데이터선(500)이 세로 방향으로 형성되어 있다. 여기서, 화상을 표시하는 활성 영역(A)은 단위 화소의 집합으로 이루어지며, 도면에는 도시되지 않았지만 각각의 단위 화소에는 게이트선(300) 및 데이터선(500)과 연결되어 있는 박막 트랜지스터 및 박막 트랜지스터와 연결되어 있는 화소 전극이 형성되어 있다. 활성 영역(A)의 둘레에는 다수의 게이트선(300) 및 데이터선(500)과 절연막(도 6 및 도 7 참조)을 사이에 두고 중첩되어 교차하는 수리용 배선(110)이 형성되어 있으며, 이 부분을 수리 영역(B)이라 한다. 또한, 상부 기판(200)에 의해 노출되는 하부 기판(100)의 가장자리에는 다수의 게이트선(300) 및 데이터선(500)과 각각 연결되어 있으며, 외부로부터 주사 신호 및 데이터 신호를 각각 전달받는 다수의 게이트 패드(700) 및 데이터 패드(900)가 형성되어 있다.

하지만, 하부 기판(100)과 마주하는 상부 기판(200) 위에는 하부 기판(100)의 활성 영역(A)에 대응하며 컬러 필터(600)가 형성되어 있는 부분에 제1 개구부(410) 및 하부 기판(200)의 수리 영역(B)에 대응하는 부분에 제2 개구부(420)가 형성되어 있는 블랙 매트릭스(400)가 형성되어 있다. 도 3 및 도 4에서 도면 부호 "401" 및 "402"는 제2 개구부(420)의 안쪽 및 바깥쪽 경계선을 나타낸 것이다.

이러한 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 게이트(300) 또는 데이터선(500)에서 단선이 발생하면, 게이트선(300) 및 데이터선(500)과 수리용 배선(110)이 교차하는 부분에 하부 기판(100)의 아래 방향 또는 블랙 매트릭스(400)의 제2 개구부(420)를 통한 상부 기판(200)의 위 방향에서 레이저를 조사하여 게이트선(300) 및 데이터선(500)과 수리용 배선(110)을 단락시킨다. 특히, 종래의 기술과 다르게 상부 기판(200)의 블랙 매트릭스(400)에 제2 개구부(420)가 있어, 백 나이트(back light)를 하부 기판(1)의 아래에 부착하여 제품을 완성한 후에 선 또는 점 결함이 발견되더라도 완성된 제품을 해체하지 않고, 제2 개구부(420)를 통하여 레이저를 조사하여 화소의 선 또는 점 결함을 수리할 수 있다.

앞에서 설명한 바와 같이, 레이저를 이용하여 단선된 데이터선(5)과 수리용 배선(11)을 단락시키면, 단선된 데이터선(500) 또는 게이트선(300)에 인가된 데이터 신호 또는 주사 신호는 활성 영역(A)을 우회하는 수리용 배선(110)을 통하여 전달된다.

이때, 데이터 신호 또는 주사 신호를 활성 영역(A)을 우회하게 되므로 신호의 전달 경로가 길어지게 되므로 수리용 배선(110)을 통하여 전달되는 신호에는 지연이 발생한다. 이러한 지연의 원인으로는 용량 성분과 저항 성분으로 나눌 수 있는데, 저항 성분은 수리용 배선(110)은 저저항을 가지는 도전 물질로 이루어진 배선을 이중으로 형성함으로써 줄일 수 있다. 이러한 수리용 배선(110) 구조에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 5는 도 C 부분을 상세하게 도시한 상세도이고, 도 6 및 도 7은 도 5에서 VI-VI 선을 따라 절단한 단면도이다.

도 5 및 도 6에서 보는 바와 같이, 수리용 배선(111, 112)이 이중으로 형성되어 있다. 기판(100) 위에 가로 방향으로 제1 수리용 배선(111)이 형성되어 있으며, 그 위에 제1 절연막(601)이 형성되어 제1 수리용 배선(111)을 덮고 있다. 제1 절연막(601) 위에는 제1 수리용 배선(111)과 교차하는 데이터선(500)이 형성되어 있으며, 데이터선(500)의 상부에는 제2 절연막(602)이 형성되어 데이터선(500)을 덮고 있으며, 제2 절연막(602)의 상부에는 데이터선(500)과 교차하며, 제1 수리용 배선(111)과 동일한 패턴으로 중첩되어 있는 제2 수리용 배선(602)이 형성되어 있다.

도 6에서는 데이터선(500)을 사이에 두고, 그 상부 및 하부에 제1 및 제2 수리용 배선(601, 602)이 형성되어 있지만, 도 7에서 보는 같이 데이터선(500)의 하부에 제1 및 제2 수리용 배선(601, 602)을 모두 형성할 수도 있다. 또한, 도면으로는 나타나지 않았지만 데이터선(500)의 상부에 제1 및 제2 수리용 배선(601, 602)을 모두 형성할 수도 있으며, 제1 및 제2 수리용 배선(601, 602) 사이에 절연막을 삽입하지 않고 수리용 배선을 이중 구조로 형성할 수도 있다.

이러한 본 발명에 따른 액정 표시 장치에서 데이터선(500)에 단선이 발생하여 블랙 매트릭스(400)의 제2 개구부(420)를 통하여 레이저를 조사하여 데이터선(500)과 이와 교차하는 제1 및 제2 수리용 배선(111, 112)을 단락시킨다. 이때, 데이터선(500)에 인가된 데이터 신호는 제1 및 제2 수리용 배선(111, 112)을 통하여 이중으로 전달되므로 저항 성분은 감소되며, 이로 인하여 신호의 지연을 최소화할 수 있다. 도 6에서 점선으로 표시된 부분은 데이터선(500)과 제1 및 제2 수리용 배선(601, 602)이 단락되는 부분이며, 화살표는 데이터선(500)에 인가되는 데이터 신호가 제1 및 제2 수리용 배선(601, 602)을 통하여 전달되는 신호의 경로를 나타낸 것이다.

따라서 본 발명에 따른 액정 표시 장치에서는 수리용 배선에 대응하는 컬러 필터 기판의 블랙 매트릭스를 형성함으로써 제품을 완성한 후에도 수리용 배선을 통하여 선 또는 점 결함을 수리할 수 있다. 또한 수리용 배선을 이중으로 형성함으로써 수리용 배선을 통하여 전달되는 신호의 지연을 최소화할 수 있다.

Claims (6)

1. 제1 기판에 형성되어 있는 다수의 게이트선과 데이터선의 교차로 정의되는 다수의 화소의 집합으로 이루어진 활성 영역,

   상기 제1 기판의 상기 활성 영역 밖의 둘레에 형성되어 있으며, 각각 게이트선 및 데이터선과 교차하는 수리용 배선이 형성되어 있는 수리 영역,

   상기 제1 기판과 마주하는 제2 기판에 형성되어 있으며, 상기 활성 영역에 대응하는 부분에 제1 개구부 및 상기 수리 영역에 대응하는 부분에 제2 개구부를 가지는 블랙 매트릭스,

   상기 제2 기판의 상기 제1 개구부에 형성되어 있는 컬러 필터를 포함하는 액정 표시 장치.
2. 제1항에서, 상기 수리용 배선은 서로 중첩되어 있는 제1 및 제2 수리용 배선으로 이루어진 액정 표시 장치.
3. 제2항에서, 상기 제1 및 제2 수리용 배선은 상기 데이터선 상부에 모두 형성되어 있는 액정 표시 장치.
4. 제2항에서, 상기 제1 및 제2 수리용 배선은 상기 데이터선의 하부에 모두 형성되어 있는 액정 표시 장치.
5. 제2항에서, 상기 데이터선은 제1 및 제2 수리용 배선 사이에 형성되어 있는 액정 표시 장치.
6. 제2항에서, 상기 데이터선과 상기 제1 및 제2 수리용 배선 사이에 형성되어 있는 절연막을 더 포함하는 액정 표시 장치.